Question

如圖所示為實驗室常用的實驗裝置
（1）寫出下列儀器名稱：a

 

；b

 

．
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是

 

（填裝置的字母代號），化學(xué)方程式是

 

，用氯酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式為

 

．
（3）實驗室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式是

 

，若用E裝置收集氫氣，應(yīng)從

 

（填c或d）口通入氫氣．
（4）裝置C相對于裝置B在操作方面的優(yōu)勢為

 

．
A．可以隨時加液      B．可以控制反應(yīng)速率    C．可以控制反應(yīng)發(fā)生與停止
同學(xué)們對美術(shù)組的環(huán)保石頭紙（主要成分為碳酸鈣，加入適量聚乙烯和少量膠合劑）展開探究：
【拓展實驗一】探究影響石頭紙與鹽酸反應(yīng)快慢的因素
（5）甲、乙兩同學(xué)設(shè)計實驗如表：

	甲	乙
實驗過程
實驗現(xiàn)象	試管①、②、③中產(chǎn)生氣泡快慢的順序為： ①＞②＞③．
分析結(jié)論	Ⅰ碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為   Ⅱ?qū)Ρ燃淄瑢W(xué)實驗①②可知，   ，化學(xué)反應(yīng)的速度越快； Ⅲ對比甲同學(xué)實驗   （填實驗序號）可知，反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越   ． Ⅳ乙同學(xué)的實驗中，數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實驗數(shù)據(jù)是    和   ．

【拓展實驗二】測定石頭紙中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)
（6）甲組同學(xué)的方法是：（同溫同壓下，不同氣體混合后體積等于混合前各氣體體積之和．）將樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測定反應(yīng)后生成CO₂的體積，再換算為質(zhì)量，最后根據(jù)CO₂的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量．如圖2為石頭紙與稀鹽酸反應(yīng)的裝置，圖3用于測量CO₂的體積．
①連接儀器，夾緊彈簧夾，向a中加入一定量的水，如果a、b中有穩(wěn)定的高度差，說明：裝置2氣密性

 

（選填“良好”或“漏氣”）
②圖3裝置中油層的作用是

 

；
③反應(yīng)停止后，

 

（填序號）可使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積．
A．水平移動量氣管         B．上下移動量氣管       C．封閉量氣管
（7）乙組同學(xué)的實驗方法是：均勻稱取四份樣品分別和稀鹽酸反應(yīng)，用電子天平及有關(guān)裝置，得出二氧化碳質(zhì)量，實驗數(shù)據(jù)記錄如表．（其他物質(zhì)既不溶于水也不跟酸反應(yīng)）

	第一份	第二份	第三份	第四份
取樣品質(zhì)量（g）	6.25	6.25	6.25	6.25
取稀鹽酸的體積（mL）	10.0	20.0	30.0	40.0
產(chǎn)生氣體的質(zhì)量（g）	0.88	1.76	2.20	m

通過對數(shù)據(jù)的分析和比較，回答下列有關(guān)問題：
①在第1份樣品的實驗中，

 

完全反應(yīng)了．
②m為

 

③石頭紙樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？

Answer 1

考點：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素探究,實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理,氫氣的制取和檢驗,鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化,科學(xué)探究,綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）依據(jù)常用儀器回答；
（2）依據(jù)高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，依據(jù)高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)原理書寫方程式；
（3）依據(jù)實驗室制取氫氣的反應(yīng)原理書寫方程式，若用E裝置中收集的氫氣，應(yīng)從短管進入；
（4）根據(jù)裝置C的特點分析其優(yōu)點；
（5）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)原理書寫方程式，并據(jù)實驗現(xiàn)象、結(jié)論相互結(jié)合分析解答；
（6）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法、二氧化碳的溶解性及可與水反應(yīng)的性質(zhì)分析解答，并據(jù)裝置特點分析；
（7）①第1份和第2份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀鹽酸的質(zhì)量增加時，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應(yīng)，稀鹽酸完全反應(yīng)；
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析，當(dāng)石灰石樣品一定時，稀鹽酸和產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系為10g：0.88g，據(jù)此進行分析判斷；
③根據(jù)題意，6.25g石灰石樣品與稀鹽酸完全反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，據(jù)此可以計算出參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，進而可以計算出碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；

解答：解：（1）標號儀器分別是集氣瓶和長頸漏斗；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A；方程式是；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物生成氯化鉀和氧氣，方程式是：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；
（3）鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，方程式是：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（4）裝置C打開彈簧夾，固液混合生成氣體，關(guān)閉彈簧夾，試管內(nèi)壓強增大，將液體壓入長頸漏斗，固液分離，反應(yīng)停止；
（5）Ⅰ、碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水和二氧化碳，配平即可，方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
Ⅱ、對比甲同學(xué)實驗①②可知，鹽酸的質(zhì)量分數(shù)越大，則反應(yīng)速度越快；
Ⅲ、②這粉末狀石頭紙比③中團狀石頭紙反應(yīng)快，說明反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
Ⅳ、乙同學(xué)的實驗可通過稱量錐形瓶及藥品的質(zhì)量隨時間變化判斷反應(yīng)速率，或稱量生成二氧化碳的質(zhì)量；
（6）①根據(jù)裝置特點，連接儀器，夾緊彈簧夾，向a中加入一定量的水，如果a、b中有穩(wěn)定的高度差，說明：裝置2（I）不漏氣，氣密性良好；
②二氧化碳能溶于水，且可與水反應(yīng)，圖2（Ⅱ）裝置中油層的作用是防止二氧化碳溶于水、與水反應(yīng)，使測量結(jié)果更準確；
③反應(yīng)停止后，上下移動量氣管使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，測量此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積；
（7）①第1份和第2份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀鹽酸的質(zhì)量增加時，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應(yīng)，稀鹽酸完全反應(yīng)；
②第1份放出二氧化碳的質(zhì)量0.88g，說明每加入10mL稀鹽酸與碳酸鈣完全反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為0.88g；第2份加入20mL鹽酸，是第一份稀鹽酸質(zhì)量的2倍，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為1.76g，也是第一份產(chǎn)生氣體質(zhì)量的2倍；而第三份加入30mL鹽酸，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，小于第一份產(chǎn)生氣體的質(zhì)量的3倍（0.88g×3=2.56g），說明碳酸鈣此時完全反應(yīng)，稀鹽酸有剩余，則第四份鹽酸不反應(yīng)．觀察生成二氧化碳氣體的記錄，都保留小數(shù)點兩位數(shù)字，故m的值為2.20；
③設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.20g

100

x

=

44

2.20g

x=5g，

石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：

5g

6.25g

×100%=80%
答：石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為80%．
故答案為：（1）集氣瓶；長頸漏斗；
（2）A；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；
（3）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；d；
（4）C；
（5）Ⅰ、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；Ⅱ、鹽酸越濃（溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)越大）；Ⅲ、②③；快；Ⅳ、時間；錐形瓶及藥品的質(zhì)量；
（6）①良好；②防止二氧化碳溶于水、與水反應(yīng)或隔絕二氧化碳與水；③B；
（7）①鹽酸； ②2.20； ③80%；

點評：本題考查了學(xué)生對控制變量法探究反應(yīng)速率的影響因素，難度不大，能夠考查學(xué)生的分析問題能力，及對數(shù)據(jù)的處理能力．